El movimiento del buque queda sujeto al capricho de las olas. Bien entendido esto, el marino debe buscar la respuesta al compromiso que existe entre que el buque mantenga su flotabilidad y estabilidad para realizar una misión determinada bajo las condiciones de mar que la climatología le depare y, al mismo tiempo, que la estructura del casco sufra lo menos posible. En este libro se tratan, pues, dos temas verdaderamente importantes, como son los movimientos de rotación del buque entre olas de balance y cabeceo y el movimiento de traslación vertical, y los esfuerzos longitudinales, los esfuerzos cortantes, el momento flector y el momento de torsión del casco en aguas quietas y entre olas. El lector puede encontrar en su contenido aportaciones de orden práctico, sin necesidad de entrar en el conocimiento del por qué. El estudioso, por su parte, podrá hallar los fundamentos de la ola trocoidal, del movimiento del buque entre olas y de los esfuerzos que sufre, lo que lógicamente le permitirá sacar un mayor provecho y tener una base más solida para tomar sus decisiones en la práctica real.
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Índice
1 Ola trocoidal
1.1 Olas en la superficie libre de la mar
1.2 Olas de gravedad
1.3 Movimiento de las partículas de agua de las olas
1.4 Características de las olas
1.5 Altura de la ola significativa
1.6.1 Velocidad de encuentro de la ola
1.6.2 Período de encuentro de la ola
1.6 Velocidad y período de encuentro
1. 7 Formación de las olas generadas por el viento
1.8 Olas regulares e irregulares
1.9 Introducción al estudio teórico de las olas de gravedad
1.10 Potencial de velocidad de las olas regulares de gravedad
1.11 Teoría potencial de las olas regulares
1.12 Teoría de la ola trocoidal
1.13 Ola trocoidal
1.14 Ecuaciones paramétricas de la ola trocoidal
1.15 Geometría de la ola trocoidal
1.16 Horizontales y verticales hidrodinámicas
2 Hidrodinámica de la ola trocoidal
2.1 Ola estacionaria
2.2 Triángulos de radios y de velocidades
2.3 Condiciones hidrodinámicas de la ola trocoidal
2.4 Presión sobre una superficie trocoidal
2.4.1 Aplicación del teorema de Bernoulli
2.4.2 Ecuaciones de1 triángulo de radios
2.4.3 Triángulo de fuerzas
2.5 Aceleración de las partículas de la superficie trocoidal
2.6 Velocidad y período de propagación de la ola
2.7 Disminución del radio orbital
2.7.1 Variación del espesor con el radio instantáneo
2.7.2 Ley de decrecimiento del radio orbital con la profundidad
2.8 Línea horizontal de centros de órbitas
2.9 Incrementos de la presión entre dos superficies trocoidales
2.10 Energía de la ola
3 Movimientos del buque
3.1 Introducción
3.2 Movimientos del buque
3.3 Movimiento armónico simple
3.3.1 Ecuación del movimiento armónico simple
3.4 Balance, cabeceo y traslación vertical
3.5 Oscilación y período
3.6 Balance
3.7 Balance en aguas tranquilas y sin resistencia
3. 7.1 Fórmula del período doble de balance
3.7.2 Ecuación diferencial del movimiento de balance
3. 7. 3 Ecuación diferencial de la aceleración angular
3. 7.4 Velocidades angulares para la condición de buque adrizado
3. 7 .5 Ecuación del movimiento de balance sin resistencia
3.8 Balance entre olas, sin resistencia
3.8.1 Balance absoluto y relativo
3.8.2 Pendiente de la trocoide
3.8.3 Ecuación de la perturbación de la ola
3.8.4 Solución a la ecuación del movimiento de balance entre olas
3.8.5 Efecto de la estabilidad inicial del buque sobre la aceleración angular del balance
3.8.6 Oscilación forzada
3.9 Movimiento del buque entre olas debido al balance
3.10 Sincronismo transversal
3.11 Balance en aguas tranquilas, con resistencia
3.12 Balance entre olas, con resistencia
3.13 Movimiento de balance entre olas, con resistencia
3.14 Efecto del amortiguamiento sobre el sincronismo
3.15 Determinación de la estabilidad inicial del buque con el período doble de balance
3.16 Balance del buque navegando entre olas de dirección constante cualquiera
3.16.1 Sincronismo transversal
3.16.2 Manera de evitar el sincronismo
3.17 Movimiento de cabeceo entre olas, sin resistencia
3.17.1 Período doble de cabeceo
3.17.2 Velocidad y período de encuentro
3.17.3 Cabeceo entre olas, sin resistencia
3.17.4 Sincronismo longitudinal
3.17.5 Pantocazos
3.18 Movimiento de cabeceo entre olas, con resistencia
3.19 Movimiento vertical del buque
3.19.1 Oscilación vertical en aguas tranquilas
3.19.2 Ecuación del movimiento vertical no amortiguado en aguas tranquilas
3.19.3 Ecuación del movimiento vertical con amortiguamiento en aguas tranquilas
3.19.4 Movimiento vertical entre olas
3.20 Acoplamiento entre los movimientos de balance y de cabeceo
4 Esfuerzos del casco
4.1 Introducción
4.2 Clasificación de las fuerzas sobre el casco del buque
4.3 Esfuerzos longitudinales. Teoría de la flexión de la viga
4.4 Momento flector máximo admisible
4.5 Esfuerzos longitudinales sobre el buque en aguas tranquilas
4.6 Buque entre olas. Ola trocoidal
4.6.1 Ola trocoidal más perjudicial
4.6.2 Perfil de la ola trocoidal sobre el plano diametral
4.7 Curva de pesos
4.8 Curva de empujes
4.8.1 Curvas de Bonjean
4.8.2 Curvas de empujes para el buque en aguas quietas y entre olas
4.9 Curvas de cargas, esfuerzos cortantes y momento flector
4.9.1 Curva de cargas
4.9.2 Curva de esfuerzos cortantes
4.9.3 Curva del momento flector
4.9.4 Curvas típicas de esfuerzos cortantes y momento flector
4.9.5 Valores máximos admisibles de esfuerzos cortantes y momentos flectores
4.10 Cálculo de los esfuerzos longitudinales
4.11 Momento flector: líneas de influencia
4.12 Flecha de la flexión de la quilla
4.13 Esfuerzos longitudinales horizontales
4.14 Momento de torsión
Apéndice
Aplicación de los ordenadores: curvas de esfuerzos longitudinales y momento de torsión
Bibliografía
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